DynaSand活性砂過(guò)濾器在市政中水回用中的應(yīng)用

DynaSand活性砂過(guò)濾器是由瑞典Waterlink AB公司發(fā)明的一種先進(jìn)的,基于逆流原理的連續(xù)過(guò)濾設(shè)備。DynaSand活性砂過(guò)濾器至今已經(jīng)有25 a的歷史,目前在全世界已經(jīng)有40 000多家用戶,在中國(guó)的應(yīng)用實(shí)例已有二十多臺(tái)。
　　活性砂過(guò)濾器不同于一般的傳統(tǒng)過(guò)濾器,它是一種微絮凝過(guò)濾器,集混凝、澄清、過(guò)濾為一體,無(wú)需單設(shè)混凝、澄清池,從而大大降低了一次性投資成本,減少了占地面積?；钚陨斑^(guò)濾器外形為圓柱型罐,由進(jìn)水管、濾液排放堰板、洗砂水排放管、布水器和放空管等組成(見(jiàn)圖1)。進(jìn)水通過(guò)位于設(shè)備底部的入流分配管進(jìn)入處理系統(tǒng),經(jīng)砂床過(guò)濾后由頂部出口溢流出水。過(guò)濾時(shí)砂床截留的雜質(zhì)被空氣提升泵輸送到濾罐頂部的洗砂器,通過(guò)機(jī)械摩擦作用和紊流作用使污染物從濾砂表面分離出來(lái),雜質(zhì)經(jīng)洗砂水出口排出,凈砂利用自重返回砂床。
　　它不需停機(jī)反沖洗;采用單級(jí)濾料,無(wú)需級(jí)配,因而克服了普通砂過(guò)濾器水力分布不均和產(chǎn)生初濾液的問(wèn)題;內(nèi)部沒(méi)有可移動(dòng)部件,減少了設(shè)備的維護(hù)和維修成本。同時(shí)該過(guò)濾器無(wú)需配備反沖洗水泵及用于停機(jī)切換的電動(dòng)、氣動(dòng)閥門和反沖洗水罐。

　1、試驗(yàn)裝置與方法
　　1.1工藝流程
　　本中試試驗(yàn)采用的工藝流程如圖2。

　　試驗(yàn)用水采用北小河污水處理廠二沉池出水,經(jīng)加藥后進(jìn)入過(guò)濾器。過(guò)濾后出水達(dá)到《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,進(jìn)入清水池回用。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2004-09-07—12-20。

　　1.2試驗(yàn)裝置
　　DynaSand活性砂過(guò)濾器基于逆流原理,待處理的原水經(jīng)進(jìn)水管,通過(guò)位于過(guò)濾器底部的布水器進(jìn)入過(guò)濾器。水流由下向上逆流通過(guò)濾床,經(jīng)過(guò)濾后的過(guò)濾液在過(guò)濾器頂部聚集,經(jīng)溢流口流出。過(guò)濾器底部被污染的濾料通過(guò)空氣提升泵被提升到過(guò)濾器頂部的洗砂器,通過(guò)紊流作用使污染物從活性砂中分離出來(lái),雜質(zhì)通過(guò)清洗水出口排出,凈砂利用自重返回砂床從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾。
　　DynaSand活性砂過(guò)濾克服了傳統(tǒng)快速濾池反沖洗的“水力篩分”和“初濾液”問(wèn)題。與超濾膜過(guò)濾比較,活性砂過(guò)濾器一次性投資費(fèi)用低,不需定期更換濾膜,控制和使用成本低。此外活性砂過(guò)濾器的連續(xù)操作方式意味著反洗泵、自動(dòng)反洗閥、反洗控制系統(tǒng)等附屬設(shè)備均可取消從而降低一次性投資成本,同時(shí)也意味著活動(dòng)部件少,維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用更低。

　　1.3 試驗(yàn)方法和活性砂過(guò)濾器的主要運(yùn)行參數(shù)
　　DynaSand活性砂過(guò)濾器安裝在北小河污水處理廠內(nèi)。試驗(yàn)用水為二沉池出水,24h連續(xù)進(jìn)水,連續(xù)出水。原水投加絮凝劑,經(jīng)管道混合器混合后進(jìn)入活性砂過(guò)濾罐。設(shè)備的運(yùn)行參數(shù):處理水量為6m3/h,濾速8.5 m/h,空氣提砂泵壓力為160 kPa,空氣流量1~2m3/h,清洗水流量為總進(jìn)水流量的1%~3%。濾料為石英砂,粒徑1.2~2.0mm。北小河二沉池出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

　　試驗(yàn)過(guò)程中,定期采集水樣并分析其CODCr、BOD5、總磷、濁度、SS等指標(biāo)。各指標(biāo)測(cè)試方法采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。

　　1.4 藥劑
　　藥劑采用聚合氯化鋁(PAC)粉末和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚合氯化鐵(PFC)溶液。使用時(shí)將PAC配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液。本試驗(yàn)中,僅對(duì)懸浮物SS進(jìn)行了絮凝劑對(duì)比試驗(yàn),PAC、PFC的投加量均為30mg/L;其余指標(biāo)試驗(yàn)都采用PAC,投加量為30mg/L。

　2、試驗(yàn)結(jié)果分析
　　試驗(yàn)出水水質(zhì)指標(biāo)采用《城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(2002年征求意見(jiàn)稿),試驗(yàn)出水水質(zhì)見(jiàn)表2。

　　2.2、懸浮物的去除
　　進(jìn)水SS的范圍為9.0~84.5 mg/L,平均值為37.28mg/L,出水SS的范圍為1.6~55.5 mg/L,平均值為16.88mg/L。SS去除率為25.54%~92.73%。使用聚合氯化鋁時(shí)SS的平均去除率為45.97%。投加聚合氯化鐵時(shí)SS的平均去除率為75.15%?？梢?jiàn)聚合氯化鐵去除SS的效果要好于聚合氯化鋁,見(jiàn)圖5和圖6。

　　2.3、磷的去除
　　進(jìn)水總磷的范圍為0.80～8.39 mg/L,平均值為3.76 mg/L。出水總磷范圍為0.01～7.58 mg/L?？偭兹コ实姆秶鸀?4.29%～65.44%,見(jiàn)圖7。

　　2.5、濁度的去除
　　二沉池出水中的濁度主要源于水中的懸浮顆粒和膠體物質(zhì)。故濁度指標(biāo)與懸浮物指標(biāo)的關(guān)系較為緊密,在一定程度上可以相互映證。通過(guò)在活性砂過(guò)濾器中的混凝、沉淀和過(guò)濾作用可以去除全部大于活性砂過(guò)濾精度的物質(zhì),取得較好的除濁效果。進(jìn)水的濁度范圍為2.10~12.84NTU,平均值為7.43NTU。出水的范圍為0.40~2.41 NTU,平均值為1.11 NTU。去除率的平均值為82.55%。出水的濁度指標(biāo)較為穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖9。

　3、結(jié)論　　中試試驗(yàn)結(jié)果表明:DynaSand活性砂過(guò)濾器對(duì)污水廠二沉池出水有較好的處理效果。該過(guò)濾器對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求寬松,過(guò)濾效果好,出水水質(zhì)穩(wěn)定,一次性投資低,且維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低。